Живёт гражданским браком с Патрицией Папен, дочь Юни, сыновья Йода и Юстус.
Ник родился в 1977 году в городе Мёнхенгладбах, земляк другого известного гонщика, Хайнца-Харальда Френтцена. Начал заниматься картингом с 11 лет. В 1994 году Хайдфельд перешел в германскую Формулу Форд, которую неожиданно быстро выиграл, победив на следующий год в восьми гонках из девяти проводившихся. На следующий год Ник стал третьим в европейском чемпионате Формулы-3 и выиграл его в 1997.
Молодой гонщик привлек внимание команды West в Формуле-3000, юниорского филиала «МакЛарен». В 1998 году Хайдфельд дебютировал во «второй Формуле» и с самого начала повел борьбу с Хуаном-Пабло Монтойей за чемпионский титул. Дисквалификация на последнем этапе из-за запрещенного типа топлива помешала ему выиграть чемпионат, заставив удовольствоваться титулом вице-чемпиона. Ник также стал официальным тест-пилотом команды МакЛарен Формулы-1.
На следующий год Монтойя перешел в чемпионат CART, позволив Хайдфельду легко выйти в лидеры чемпионата Формулы-3000. С самого начала Ник заметно оторвался от соперников, выиграв четыре гонки из десяти проводившихся и заранее завоевав титул чемпиона мира. Его ближайший преследователь Гонзало Родригес отставал почти вдвое, когда погиб в квалификации этапа серии CART, не закончив сезон.
Хайдфельд традиционно рассматривался как протеже концерна «Мерседес», благодаря чему стал тест-пилотом чемпионской команды McLaren-Mercedes. Однако Рон Деннис не был намерен увольнять успешно выступавших Хаккинена или Култхарда, поэтому Ник Хайдфельд вынужден был довольствоваться на дебютный сезон местом в команде Prost-Peugeot. Многие издания, пишущие о гонках, рассматривали тогда Хайдфельда как наиболее перспективного новичка 2000 года.
Первый сезон стал для чемпиона катастрофическим. Команда «Прост», в прежние годы находившаяся среди середняков чемпионата, окончательно потеряла былую скорость, двигатели «Пежо» были крайне ненадежными и часто сгорали. Хайдфельд и его партнёр Жан Алези конкурировали по скорости лишь с аутсайдерами из «Минарди». Вдобавок, отношения в команде были напряженными, Ален Прост испытывал финансовые трудности. Отношения с Алези у Ника окончательно испортились после двух подряд столкновений между ними — на гран-при Франции и в Австрии. Ник Хайдфельд, ни Алези не принесли команде ни одного очка, не позволив опередить в чемпионате даже «Минарди» и выбраться с последнего места, что явно не удовлетворяло амбициям немца. Сразу по окончании сезона-2000 Хайдфельд покинул команду.
Новым местом работы Ника стала команда Sauber, выступавшая на клиентских двигателях Ferrari прошлого года. Партнёром немца должен был стать Энрике Бернольди, но незадолго до начала сезона Петер Заубер заменил его на малоизвестного тогда финна Кими Райкконена, пожертвовав деньгами спонсора Red Bull. Сезон стал значительно более удачным, пара молодых пилотов Хайдфельд-Райкконен регулярно финишировала в очках, а сам Ник впервые попал на подиум на Гран-при Бразилии 2001 года. Команда заняла чётвертое место в Кубке конструкторов, а Хайдфельд - восьмое в личном зачёте. После того, как по ходу сезона Мика Хаккинен объявил о завершении своей карьеры, Хайдфельда рассматривали как наиболее вероятную замену финну в составе «МакЛарен», однако по рекомендации самого Хаккинена Рон Деннис взял в команду молодого Райкконена, несмотря на то, что Хайдфельд опережал своего партнёра в чемпионате - восьмой против десятого.
Хайдфельд продолжил выступления за Sauber еще два года, успешно набирая очки, хотя и не поднимался на подиум. На гран-при Австрии 2002 года Ник попал в серьёзную аварию, столкнувшись с Такумой Сато, однако не получив травм. Хайдфельд уверенно опередил в 2002 году своего партнёра Фелипе Массу, но немного уступил в 2003 своему земляку, ветерану Хайнцу-Харальду Френтцену.
В 2004 году истек контракт Хайдфельда с Sauber, и он вынужден был искать новое место работы, уступив свое место Джанкарло Физикелле. В это время большинство вакансий были уже заняты, и Нику пришлось довольствоваться «обменом» с Физикеллой, перейдя в команду Jordan. Команда испытывала финансовые проблемы и не могла предоставить своим пилотам конкурентоспособный болид. Три очка Хайдфельда стали ее единственным достижением в сезоне-2004. При первой же возможности немец покинул «Джордан».
Такой возможностью стали тесты за знаменитую команду Williams, полностью обновлявшую свой состав. Хуан-Пабло Монтойя и Ральф Шумахер покидали её, один из контрактов был уже подписан с Марком Уэббером. На место второго пилота рассмаривались как наиболее вероятные кандидатуры тест-пилотов Анотонио Пиццонии и Марка Жене. Обсуждалось и возвращение в команду чемпиона мира 1997 года Жака Вильнёва. Однако тесты Хайдфельда произвели достаточное впечатление на Патрика Хэда и Марио Тайссена, и Ник был утвержден в составе Уильямс-BMW. Не последнюю роль сыграло и желание концерна BMW иметь в составе команды немецкого пилота.
В составе «Уильямс-БМВ» Ник проявил себя положительно. Он регулярно опережал своего партнёра Марка Уэббера, завоевал поул-позишн на Гран-при Европы 2005 года и финишировал вторым в Монако, где Уэббер довершил успех команды, придя третьим. Однако конец сезона для Williams выдался неудачным. Из-за конфликта между руководством команды и мотористами из BMW было принято решение о разделе команды на следующий сезон. Результаты гонщиков снизились в последних гонках. Вдобавок, Хайдфельд попал в серьёзную аварию на тестах, получил травму и вынужден был пропустить окончание сезона. Его заменял тест-пилот Антонио Пиццония.
В межсезонье 2005-06 Фрэнк Уильямс и BMW разошлись, поделив команду и гонщиков. Уэббер остался в составе «Уильямс», в то время как Хайдфельд последовал за немецким концерном. BMW выкупили команду «Заубер», преобразовав ее в свою заводскую команду. Таким необычным образом, Хайдфельд вернулся в «Заубер», не покидая БМВ.
Партнёром Хайдфельда стал ветеран, чемпион мира 1997 года Жак Вильнёв. Но несмотря на авторитет канадца, Хайдфельд увереннее его набирал очки и даже вновь финишировал на подиуме в Венгрии. Вильнёв же был отстранен от гонок после аварии на гран-при Германии. Новым партнёром Хайдфельда стал тест-пилот BMW Роберт Кубица из Польши, вскоре также поднявшийся на подиум и получивший постоянный контракт на следующий сезон. Несмотря на то, что Ник набрал меньше очков, чем в предыдущем чемпионате, он занял девятое место в зачёте пилотов, на две позиции выше прежнего.
В этом же году произошел курьёзный инцидент. На гран-при Китая Хайдфельда, шедшего на высокой очковой позиции, на последнем круге выбил с трассы отстающий на круг японец Такума Сато из Super Aguri. Хайдфельд отправился в боксы Super Aguri предъявить японцу протест. Случайно он наткнулся на другого японского гонщика, Сакона Ямамото, который внешне был похож на Сато и носил такую же форму. Ник принял его за Сато и высказал ему свои претензии, а Ямамото, плохо говорящий по английски, не мог понять, что от него хотят. Впоследствии Ник принес Сакону свои извинения, а истинный виновник, Такума Сато, был дисквалифицирован.
В межсезонье перед чемпионатом 2007 тест-пилотом BMW стал Себастьян Феттель, многообещающий пилот из Германии. В прессе циркулировали слухи о том, что он заменит либо Кубицу, либо Хайдфельда по окончании сезона. Это подстёгивало гонщиков на невольное соперничество друг с другом, в котором с самого начала повёл Хайдфельд - он регулярно набирал очки, финишировал вторым в Канаде и третьим в Венгрии. Хайдфельд закончил сезон пятым, заранее обезопасив своё место от возможных соперников. Кубица также сохранил свое место, Феттель же еще до конца сезона перешел в команду Scuderia Toro Rosso.
В том же году в качестве рекламной акции Ник проехал несколько кругов по Нордшляйфе, классической конфигурации трассы Нюрбургринг, не использовавшейся с 1976 года.
Сезон 2008 года начался так же удачно, Ник побывал на подиуме в Австралии и на время вышел на второе место в чемпионате. Вместе с тем, в квалификациях он был медленнее Роберта Кубицы, результаты которого резко выросли, и который смог опередить в личном зачете Ника. Вместе с Кубицей, Хайдфельд завершил двойную победу BMW на гран-при Канады 2008 года. Ник провёл в BMW и 2009 год, который для команды сложился неудачно. Неконкурентоспособная машина позволила лишь по разу финишировать на втором месте и Хайдфельду, и Кубице. Концерн BMW объявил о закрытии команды по окончании сезона из-за неудовлетворительных результатов, так что оба гонщика освобождены от своих контрактов на 2010 год. Ник провёл переговоры с командами Mercedes, McLaren и Renault, и считался основным кандидатом в состав Mercedes. Однако после того, как о своём возвращении объявил Михаэль Шумахер, это место оказалось занято. В итоге Хайдфельду было предложено место запасного пилота Mercedes.
Хайдфельд вернулся в Формулу-1 в сезоне 2010 и провел 5 гран-при в составе команды Sauber с Гран-при Сингапура до Гран-при Абу-Даби.
В Сезоне 2011 Формулы-1 Хайдфельд заменил травмированного Роберта Кубицу в команде Renault.